農(nóng)村生活污水處理是當(dāng)前新農(nóng)村建設(shè)中的重點(diǎn)，國內(nèi)缺少投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便的污水處理技術(shù)又是一個(gè)很大的瓶頸。發(fā)達(dá)國家在處理農(nóng)村生活處理方面進(jìn)行積極探索，也取得了明顯的成效。因此，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，積極創(chuàng)新，加快城鄉(xiāng)生活污水的治理速度，勢在必行。當(dāng)然國外的污水處理技術(shù)同樣需要完善，不加研究直接照搬和完全套用國外污水處理技術(shù)難以取得成功。

1、澳大利亞“FILTER”（非爾脫）污水處理系統(tǒng)

澳大利亞科學(xué)和工業(yè)研究組織（CSIRO）的專家于最近幾年提出一種“過濾、土地處理與暗管排水相結(jié)合的污水再利用系統(tǒng)”，稱之為“非爾脫”高效、持續(xù)性污水灌溉新技術(shù)，其目的主要是利用污水進(jìn)行農(nóng)作物灌溉，通過灌溉土地處理后，再用地下暗管將其匯集和排出。該系統(tǒng)一方面可以滿足農(nóng)作物對水分和養(yǎng)分的要求，同時(shí)降低污水中的氮、磷等元素的含量，使之達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)。其特點(diǎn)是過濾后的污水都匯集到地下暗管排水系統(tǒng)中，并設(shè)有水泵，可以控制排水暗管以上的地下水位以及處理后污水的排出量。

澳大利亞CSIRO與我國水利水電科學(xué)院和天津市水利科學(xué)研究所合作，曾在天津市武清縣建立試驗(yàn)區(qū)，試驗(yàn)總面積2hm2，暗管埋深1.2m，兩種處理的暗管間距為5m和10m，引取北京市初級處理后的污水和沿程匯集的鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水，灌溉小麥。試驗(yàn)表明，97%-99%的磷通過土壤及農(nóng)作物的吸收而被除去，總氮的去除率達(dá)82%-86%，生物耗氧量的去除率為93%，化學(xué)耗氧量的去除率為75%-86%，排水暗管的間距小，則去污效率高。上述中澳雙方試驗(yàn)研究成果，在澳大利亞農(nóng)業(yè)研究中心的主持下，于2000 年12月在北京通過鑒定。

“非而脫”系統(tǒng)對生活污水的處理效果好，其運(yùn)行費(fèi)用低，特別適用于土地資源豐富、可以輪作休耕的地區(qū)，或是以種植牧草為主的地區(qū)。該系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是以土地處理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合污水灌溉農(nóng)作物。人們擔(dān)心長期使用污水灌溉后污水中的病原體進(jìn)入土壤，污染農(nóng)作物。但根據(jù)大量調(diào)查和試驗(yàn)表明，土壤—植物系統(tǒng)可以去除城市污水中的病原體。為慎重起見，國內(nèi)外一致認(rèn)為，處理后的城市污水適宜灌溉大田作物（旱作和水稻）。因?yàn)榇筇镒魑锏纳L期長，光照時(shí)間長，病原體難以生存；而蔬菜等食用作物，生長期短，有的還供人們生食，則不宜采用污水灌溉。此外，這種處理方法受作物生長季節(jié)的限制，非生長季節(jié)作物不灌溉，污水處理系統(tǒng)就不能工作。暗管排水系統(tǒng)在我國多用于改良鹽堿地和農(nóng)田漬害，一般造價(jià)較高，若用于處理生活污水還需修建控制排水量的泵站，則造價(jià)更高，推廣應(yīng)用有一定困難。

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2、韓國的濕地污水處理系統(tǒng)

韓國的農(nóng)業(yè)用水是最大用水戶，占總用水量的53%。韓國農(nóng)村的居民分散居住，認(rèn)為興建集中處理的污水系統(tǒng)造價(jià)太高，小型和簡易的污水處理系統(tǒng)適合在農(nóng)村應(yīng)用。因此，研究了一種濕地污水處理系統(tǒng)，使污水中的污染物質(zhì)經(jīng)濕地過濾后或被土壤吸收，或被微生物轉(zhuǎn)變成無害物。這種方法需要的能源少，維護(hù)的成本低。

韓國國立漢城大學(xué)農(nóng)業(yè)工程系對濕地污水處理系統(tǒng)在田間進(jìn)行了試驗(yàn)。容器長8m，寬2m，高0.9m，用混凝土制成。容器內(nèi)填沙并種植蘆葦，未經(jīng)處理的生活污水從一端引入，又從另一端卵石層中排出。生活污水是從一個(gè)學(xué)校收集而來，其年平均水質(zhì)指標(biāo)為：ph值為7.85，溶解氧（DO）為0.23mg/L，生化需氧量（BOD）為24.35mg/L，懸浮固體物（SS）為52.36mg/L，全氮量濃度（TN）為121.13mg/ L，全磷量濃度（TP）為24.23mg/L。用經(jīng)過濕地系統(tǒng)處理后的污水灌溉水稻。

污水灌溉水稻試驗(yàn)是在用聚氯乙烯板制成的盆內(nèi)進(jìn)行。盆寬90cm，長110cm，高70cm，表面積為1.0平方米，底部鋪一層10cm厚的卵石，上蓋過濾布，然后用水稻土填滿。在盆底安裝排水管，控制滲漏水。盆外為用混凝土做成的大坑，坑與盆之間填滿土壤，以便消除溫度對作物生長和微氣候的影響。試驗(yàn)設(shè)計(jì)有四種處理，分別按污水濃度、施肥和不施肥等，與常規(guī)處理（用自來水灌溉并施肥）進(jìn)行對比。試驗(yàn)對水稻的生長過程（稻株高度、分蘗數(shù)目、葉面積、葉面積指數(shù)、總干物質(zhì)等）進(jìn)行了詳細(xì)觀測和分析。主要結(jié)論：1、利用處理過的污水灌溉，對水稻的生長和產(chǎn)量無負(fù)面影響；2、利用處理過的污水灌溉，并加施肥料，水稻產(chǎn)量達(dá)5730.38kg/hm2，比常規(guī)對比田高約10%。

韓國試驗(yàn)研究的濕地污水處理系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上也是一種土地—植物系統(tǒng)，至今已廣泛用于歐洲、北美、澳大利亞和新西蘭等。濕地上多種植蘆葦、香蒲和燈心草等，對病原體的去除效果好。但其缺點(diǎn)是需要大量土地，并要解決土壤和水中的充分供氧問題及受氣溫和植物生長季節(jié)的影響等。一般來說，利用濕地處理后的污水灌溉水稻，可取得更好的凈化效果。

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3、日本農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)

日本在法律上規(guī)定，要求嚴(yán)格保持河流、湖泊和海域的優(yōu)良水質(zhì)。因此，把污水處理工作放在十分重要的位置，并有很高的污水處理能力。日本農(nóng)村污水處理協(xié)會(huì)主要負(fù)責(zé)日本鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理的技術(shù)發(fā)展工作，研究了一系列適合于農(nóng)村城鎮(zhèn)中應(yīng)用的污水處理設(shè)備。設(shè)計(jì)了JARUS模式的15種不同型號污水處理裝置，主要采用物理、化學(xué)與生物措施相結(jié)合的處理過程，取得了很好效果。這15種不同型號的處理裝置可分為兩大類。一類采用生物膜法，污水通過塑料制成的濾層，上面附有微生物。通過生物膜后可使污水中的生物耗氧量下降到20mg/ L以下，懸浮固體物下降到50mg/L以下，總氮含量在20mg/L 以下。另一類是采用浮游生物法，通過漂浮在污水中的微生物氧化作用，可使BOD下降到10-20mg/ L，SS下降到15-50mg/ L，COD下降到15mg/L以下，TN下降到10-15mg/L以下，TP下降到1-3mg/L以下。

日本從1977年實(shí)行農(nóng)村污水處理計(jì)劃以來，至1996年底已建成約2000座小型污水處理廠。日本農(nóng)村污水處理協(xié)會(huì)設(shè)計(jì)、推廣的污水處理裝置體積小、成本低、操作運(yùn)行簡單，十分適用于農(nóng)村。一般每1000人農(nóng)村人口可建立一個(gè)污水處理廠，最大的廠可處理10000人左右的污水。處理后的污水水質(zhì)穩(wěn)定，大多灌溉水稻或果園，或?qū)⑵渑湃牍嗯徘?，稀釋后再灌溉農(nóng)作物。污水中分離出來的污泥經(jīng)脫水、濃縮和改良后，運(yùn)至農(nóng)田作肥料。

生物膜是近幾十年來得到迅速發(fā)展的污水處理方法。眾所周知，在自然界中存在著大量靠有機(jī)物生活的微生物，它們具有氧化分解有機(jī)物并將其轉(zhuǎn)化為無機(jī)物的功能。生物膜法就是利用微生物的這一功能，采取人工措施來創(chuàng)造更有利于微生物生長和繁殖的環(huán)境，使微生物大量繁殖，以提高對污水中有機(jī)物的氧化降解效率。生物膜主要依靠固著于載體表面的微生物來生長繁殖，在載體表面形成一層粘液狀的生物膜。這層生物膜具有生物化學(xué)活性，又進(jìn)一步吸附、分解污水中呈懸浮、膠體和溶解狀態(tài)的污染物，使污水得以凈化。同時(shí)，生物膜上的微生物也不斷生長與繁殖，生物膜的厚度也隨著增加。當(dāng)生物膜達(dá)到一定厚度時(shí)，氧氣不能透入到底層，這時(shí)在靠近載體表面就形成厭氧膜層，其附著力減低，生物膜呈現(xiàn)老化狀態(tài)，最后被水流沖刷而脫落。接著新的生物膜又開始生長形成，具有較強(qiáng)的凈化能力。生物膜法的設(shè)備類型很多，按生物膜與污水的接觸方式，有填充式和淹沒式兩大類。日本農(nóng)村污水處理協(xié)會(huì)采用的是生物接觸氧化法，屬于淹沒式生物濾池類。生物濾池是由池體、濾料、布水裝置和排水系統(tǒng)四部分組成。濾料是生物膜的載體，對凈化作用的影響較大。常用的濾料有沙子、碎石、卵石、爐渣、陶粒和紅杉板條等。

日本石井勛教授發(fā)明的“石井法”，是利用用過的乳酸飲料瓶作曝氣池填料。濾料表面積越大，生物膜數(shù)量越多，但濾料之間的空隙太小，影響通風(fēng)和水流。因此，理想的濾料是表面積和空隙率都比較大。近些年來對濾料的研究有很大發(fā)展，如利用各種塑料和化學(xué)纖維制成的纖維球和蜂窩式濾料等，使每立方米濾料的表面積大大增加，空隙率提高到93%-95%。如日本尤尼奇卡公司用聚酯纖維制成的纖維球?yàn)V料的密度為1.38g/立方厘米，充填密度為50kg/立方米，空隙率達(dá)96%，比表面積達(dá)3000平方米/立方米；濾速高，水頭損失小，經(jīng)反沖洗后，濾料可以反復(fù)使用。

國外對生物膜的理論研究和實(shí)際應(yīng)用已有幾十年歷史。生物膜法所需要的設(shè)備簡單，能源消耗低，成本和維護(hù)費(fèi)用低，而處理污水的效率高，它是今后發(fā)展的一個(gè)方向。

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4、美國的高效藻類塘系統(tǒng)

美國加州大學(xué)伯克利分校的Oswald提出并發(fā)展的高效藻類塘是對傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的改進(jìn)，其充分利用菌藻共生關(guān)系，對污染物進(jìn)行處理。正因其最大限度地利用了藻類產(chǎn)生的氧氣，塘內(nèi)的一級降解動(dòng)力學(xué)常數(shù)值比較大，故稱之為高效藻類塘。

高效藻類塘較傳統(tǒng)的穩(wěn)定塘停留時(shí)間短，占地面積少;建設(shè)容易，維護(hù)簡便，基建投資少，運(yùn)行費(fèi)用低;BOD5、NH4+,-N、病原體等去除效率高;若高效藻類塘后接的是高等水生生物塘，則其中的水生生物不但可以除藻，降低出水的SS,而且能進(jìn)一步去除水中的氮磷，同時(shí)收割的高等水生植物可以作為優(yōu)良的飼料和肥料。缺點(diǎn):它受環(huán)境因素影響明顯，溫度影響生物的組成，營養(yǎng)物的需求，新陳代謝的特點(diǎn)和反應(yīng)速率;pH影響生物的適應(yīng)能力，離子輸送和新陳代謝的速率;水體對光的吸收特性取決于4個(gè)方面:水體特性，腐殖質(zhì)，藻類和非生物性的懸浮物;氣溫過高或較低時(shí)，藻類的生長受到抑制從而影響處理效果。目前高效穩(wěn)定塘在以色列、摩洛哥、法國、美國、南非、巴西、比利時(shí)、德國、新西蘭等國都有研究應(yīng)用。國內(nèi)的陳鵬和許春華對高效藻類塘進(jìn)行中試研究，表明高效藻類塘COD平均去除率為75%, BOD去除率在60%左右，氨氮平均去除率高達(dá)91.6%,凱氏氮平均去除率為75%，總磷平均去除率為50%左右，藻類塘出水經(jīng)過水生生物塘處理后，COD的總?cè)コ士蛇_(dá)87.5%,氨氮的總?cè)コ士蛇_(dá)97.48%，總磷的總?cè)コ誓苓_(dá)到80%左右。

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5、 荷蘭的一體化氧化溝

最早的一體化氧化溝是Pasveee教授1954年在荷蘭Voorfshoten研制成功，是一種集曝氣、沉淀、泥水分離、污泥回流等功能于一體的技術(shù)，適合中小型污水處理廠的應(yīng)用。

該工藝具有流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少，不設(shè)初沉池、調(diào)節(jié)池和單獨(dú)的二沉池，污泥自動(dòng)回流，投資少，能耗低，占地少，管理簡便;處理效果穩(wěn)定可靠，BOD5和SS去除率在90—95%或更高，COD去除率在85%以上，且硝化、脫氮作用明顯;產(chǎn)生的剩余污泥量少，不需硝化，污泥性質(zhì)穩(wěn)定，易脫水，不帶來二次污染;固液分離效果比一般二沉池高，整個(gè)系統(tǒng)能在較大的流量濃度范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行;污泥回流及時(shí)，減少了污泥膨脹。缺點(diǎn)是難以形成功能相對獨(dú)立的厭氧、缺氧和好氧區(qū)域，對除磷脫氮要求較高的場合穩(wěn)定性較差;固液分離器內(nèi)斜板(或類似組件)強(qiáng)化了分離效果，但由于污水污泥具有粘稠性，且易形成生物粘膜，斜管或斜板有堵塞和淤積的可能，會(huì)增加維護(hù)工作量;由于污水流量和本質(zhì)的變化，氧化溝內(nèi)的流速和出流量總是變化的，污泥層難以穩(wěn)定，有可能出現(xiàn)浮泥，增加出水的SS。

據(jù)1987年統(tǒng)計(jì)，美國已有92座合建式氧化溝，較有代表性的是聯(lián)合工業(yè)公司(United IndustriesLnc.)的船式沉淀器田BOAT, Annco環(huán)境企業(yè)公司的BMTS系統(tǒng)，EIMCO公司的Carrousel渠內(nèi)分離器，湖濱(lakeside)設(shè)備公司的邊墻分離器以及Lightnin公司的導(dǎo)管式曝氣內(nèi)渠和邊渠沉淀分離器，此外是Envirex公司的豎直式氧化溝。

該技術(shù)在國內(nèi)也廣泛應(yīng)用。山東高密，河南安陽，四川國群食品有限公司，四川成都城北污水處理廠，四川新都污水處理廠，河北邢臺(tái)南小汪污水廠等都采用一體化氧化溝工藝，且取得良好效果。

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6、法國的蚯蚓生態(tài)濾池

蚯蚓生態(tài)濾池是根據(jù)蚯蚓具有提高土壤通氣透水性能和促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化等功能而設(shè)計(jì)，是一種既可高效、低能耗地去除城鎮(zhèn)污水中的污染物質(zhì)，又大幅度降低了剩余污泥處理和處置費(fèi)用的全新概念的污水處理工藝。

生態(tài)濾池處理系統(tǒng)集初沉池、曝氣池、二沉池、污泥回流設(shè)施以及供氧設(shè)施等于一身，大幅度簡化了污水處理流程;運(yùn)行管理簡單方便，并能承受較強(qiáng)的沖擊負(fù)荷;處理系統(tǒng)基本不外排剩余污泥，其污泥產(chǎn)率大幅度低于普通活性污泥法;通過蚯蚓的運(yùn)動(dòng)疏通和吞食增殖微生物，解決傳統(tǒng)生物濾池所遇到的堵塞問題。但由于蚯蚓的生活習(xí)性受溫度影響明顯，低于或高于一定溫度會(huì)冬眠或夏眠，故在蚯蚓冬眠或夏眠時(shí)處理效果不是很理想，濾池的填料易發(fā)生堵塞。

蚯蚓生態(tài)濾池污水處理技術(shù)最早在法國和智利研究開發(fā)，國外已開始產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。在國內(nèi)，上海已進(jìn)行中試，結(jié)果表明:生態(tài)濾池COD去除率達(dá)83-88%，BOD5去除率達(dá)91—96%，SS去除率達(dá)85—92%,氨氮去除率達(dá)55—65%，總磷去除率在35—65%，污泥總產(chǎn)率為0—2mg/L。

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7、土壤毛細(xì)管滲濾凈化系統(tǒng)

毛細(xì)管土壤滲濾處理系統(tǒng)特別適用于污水管網(wǎng)不完備的地區(qū)，是一項(xiàng)處理分散排放的污水的實(shí)用技術(shù)。被輸送到滲濾場的污水先經(jīng)布水管分配到每條滲濾溝，滲濾溝中的污水通過礫石層的再分布，在土壤毛細(xì)管的作用下上升至植物根區(qū)，通過土壤的物理、化學(xué)、微生物的生化作用和植物的吸收和利用得到處理和凈化。

該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可靠，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，對BOD5、氮、磷去除率大;維護(hù)簡便，基建投資少，運(yùn)行費(fèi)用低;整個(gè)系統(tǒng)在地下，不會(huì)散發(fā)臭味，地面草坪還可美化環(huán)境;大腸桿菌去除率高;污水的儲(chǔ)存、輸送等過程均在地下進(jìn)行，熱損失較少，在冬季仍能保持一定溫度，維持基本的生化反應(yīng)，保證較穩(wěn)定的去除效果。但其對總氮的去除效果不顯著;占地面積大;有可能污染地下水。田寧寧等研究發(fā)現(xiàn):該系統(tǒng)對生活污水中的有機(jī)物和氮、磷等具有較高去除率和穩(wěn)定性，COD去除率>80%，B005去除率>90%，NH3，—N去除率>90%，TP去除率>98%。

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8、“LIVING MACHINE”生態(tài)處理系統(tǒng)

近年來，在美國、加拿大、英國、澳大利亞等國家出現(xiàn)了一種叫“LIVING MACHINE”的生態(tài)系統(tǒng)，適用于工業(yè)和生活污水的處理。其技術(shù)基礎(chǔ)是活化技術(shù)，活化技術(shù)是采用多種生物形式在人工裝置中，建立新的物種聯(lián)系，從而進(jìn)行某種凈化處理。

加拿大多倫多市BODY SHOP工廠內(nèi)就建有這樣的一個(gè)處理系統(tǒng)。它的設(shè)計(jì)和施工的原則均是利用自然生態(tài)系統(tǒng)將污水凈化，是一個(gè)較為完善的生態(tài)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)者將很多種類的動(dòng)植物集中在一起，使之形成一個(gè)連續(xù)反應(yīng)的封閉循環(huán)，反應(yīng)箱和反應(yīng)池包涵了從細(xì)菌、藻類到植物、蝸牛、魚類的多種生物有機(jī)體。這些有機(jī)體通過一系列的反應(yīng)減少污水中的營養(yǎng)體和病原體，并使它們消化在一個(gè)連續(xù)的食物鏈中。這些植物是：桉樹、杜松、小香蕉樹、月桂、櫻草、薄荷樹以及紫草科植物等。

污水首先進(jìn)入封閉在地下的無氧箱，一段時(shí)間后進(jìn)入有氧箱，空氣由底孔吹入，在此氨氮在細(xì)菌的作用下分解為硝化物，其后流入生物綜合池。在池內(nèi)，其中的藻類、單細(xì)胞有機(jī)體、魚類、水生及沼澤植物等一系列豐富的生物混合體將對水中的營養(yǎng)物繼續(xù)分解，隨后污水流經(jīng)地下濕地，通過植物根系作用及沙石的過濾，硝化物在此轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)猓鬯怀醪絻艋?。這種污水處理的生態(tài)系統(tǒng)有美觀、耐用、體積小、費(fèi)用低的特點(diǎn)。